專利名稱：一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，具體為一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的無槽電機(jī)結(jié)構(gòu)，主要以空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)為主，因?yàn)椴缓@線鐵芯，漏磁嚴(yán)重，氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度在定子線圈內(nèi)部衰減厲害，磁體利用率不高，不適合做大尺寸大功率電機(jī)；并且其繞線工藝相當(dāng)復(fù)雜，生產(chǎn)效率極其低下，要求工裝設(shè)備非?？量?，因此生產(chǎn)難度和成本都較高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述問題，設(shè)計(jì)一種無槽永磁電機(jī)，工藝、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合大中型電機(jī)制造。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案如下一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，由外向內(nèi)分別由電機(jī)殼、導(dǎo)磁環(huán)、繞線定子、永磁轉(zhuǎn)子、硅鋼疊片和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。每個(gè)定子線圈由2瓣帶有環(huán)形繞線的半圓形定子骨架構(gòu)成，骨架中間為空腔，永磁轉(zhuǎn)子被包裹在定子線圈的空腔內(nèi)，并可以在空腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。或者定子線圈是繞線進(jìn)行環(huán)繞成空腔線圈，再由高溫膠水定型，2瓣空腔線圈合并后將永磁轉(zhuǎn)子裝在空腔內(nèi)，永磁轉(zhuǎn)子與定子線圈之間有間隙，可以在空腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。定子線圈的繞線結(jié)構(gòu)還包括跑道型繞線線圈。定子線圈的2瓣定子骨架或2瓣空腔線圈的結(jié)合處留有間隙，永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸穿過間隙，并可正常轉(zhuǎn)動(dòng)。定子線圈與永磁轉(zhuǎn)子的作用力在繞線定子空腔內(nèi)部形成。一個(gè)定子線圈和一個(gè)永磁轉(zhuǎn)子組裝形成一個(gè)組合單元，每一個(gè)單元構(gòu)成電機(jī)的一相。三相電機(jī)由三個(gè)組合單元構(gòu)成，由轉(zhuǎn)子軸串聯(lián)，每個(gè)單元的永磁轉(zhuǎn)子磁極在徑向偏轉(zhuǎn)120度。根據(jù)電機(jī)相位的不同要求，設(shè)置組合單元的數(shù)量。組合單元之間用硅鋼疊片隔開。定子線圈和永磁轉(zhuǎn)子組合起來的各個(gè)單元的間隙在軸向是貫通的，以利于接出引線和安裝霍爾傳感器。永磁轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子骨架和包裹在外的永磁體構(gòu)成，中間帶有一轉(zhuǎn)子軸。繞線定子上2個(gè)半圓形定子骨架對(duì)扣，結(jié)合處留有間隙，間隙大于轉(zhuǎn)子軸，永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸穿過間隙，并可正常轉(zhuǎn)動(dòng)。另外在間隙處靠定子骨架邊緣位置上安裝有霍爾傳感器，用于檢測(cè)電機(jī)相序。定子線圈和永磁轉(zhuǎn)子組合起來的每個(gè)單元的間隙在軸向是貫通的，以利于接出引線和安裝霍爾傳感器。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子在定子線圈內(nèi)部，定子線圈通電后，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)在繞線內(nèi)部集中并且均勻，漏磁相對(duì)非常低，開創(chuàng)性的運(yùn)用了定子內(nèi)部磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生扭矩的結(jié)構(gòu)，對(duì)磁能的利用率比傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)高得多。另外繞線非常簡(jiǎn)單，僅僅是一種環(huán)形繞線方式，無需復(fù)雜工序工裝設(shè)備，降低生產(chǎn)難度，能極大提高生產(chǎn)效率；同時(shí)本新型結(jié)構(gòu)，可制造更大尺寸和更大功率的無槽電機(jī)，完全突破了一般空心杯電機(jī)的功率和尺寸極限。

[0008]圖I為三相電機(jī)的軸向截面示意圖；圖2為三相電機(jī)的徑向截面示意圖圖；圖3為定子線圈與永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為繞線環(huán)與永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的磁場(chǎng)分布模擬圖；其中I——電機(jī)殼，2——導(dǎo)磁環(huán)，3——繞線，4——定子骨架,5——永磁體，6——轉(zhuǎn)子骨架，7—轉(zhuǎn)子軸，8—硅鋼疊片，9—霍爾傳感器，10—繞線環(huán)。
具體實(shí)施方式
·下面結(jié)合具體實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。實(shí)施例如圖I所不，三相電機(jī)，由外向內(nèi)分別由電機(jī)殼、導(dǎo)磁環(huán)、繞線定子、永磁轉(zhuǎn)子、硅鋼疊片和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。如圖2和圖3所示每個(gè)繞線定子由2個(gè)帶有環(huán)形繞線的半圓形定子骨架構(gòu)成，可以選用耐高溫塑料模具注塑成型，成型的定子骨架為內(nèi)部空腔的半圓結(jié)構(gòu)，外部按環(huán)形繞上繞線。兩個(gè)定子骨架相對(duì)，形成一個(gè)空腔的整圓，永磁轉(zhuǎn)子被包裹在繞線定子的內(nèi)部空腔內(nèi)，永磁轉(zhuǎn)子與定子線圈之間有間隙，永磁轉(zhuǎn)子可以在空腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。定子線圈的繞線結(jié)構(gòu)還包括跑道型繞線線圈。定子線圈的2個(gè)定子骨架的結(jié)合處留有間隙，永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸穿過間隙，并可正常轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)繞線定子和一個(gè)永磁轉(zhuǎn)子組裝形成一個(gè)組合，電機(jī)殼內(nèi)安裝有3個(gè)繞線定子和永磁轉(zhuǎn)子組合，由轉(zhuǎn)子軸串聯(lián)，每個(gè)單元的永磁轉(zhuǎn)子磁極在徑向偏轉(zhuǎn)120度。每個(gè)組合之間用硅鋼疊片隔開，電機(jī)殼內(nèi)壁安裝導(dǎo)磁環(huán)，選用硅鋼片沖制或者導(dǎo)磁帶材卷制，此導(dǎo)磁環(huán)一方面用于形成磁路通道，一方面用于屏蔽磁場(chǎng)向電機(jī)殼外福射。永磁轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子骨架和包裹在外的永磁體構(gòu)成，中間帶有一轉(zhuǎn)子軸。繞線定子上2個(gè)半圓形定子骨架對(duì)扣，結(jié)合處留有間隙，在間隙處靠定子骨架邊緣位置上安裝有霍爾傳感器，用于檢測(cè)電機(jī)相序。間隙的存在也使得電機(jī)的引線布置較方便。定子線圈，按設(shè)計(jì)參數(shù)選取漆包線，上機(jī)繞制到定子骨架上，采用簡(jiǎn)單的環(huán)形繞線方式即可。另外，如果是小型電機(jī)制作，也可以不需要定子骨架，采用漆包線直接在一個(gè)半圓模上繞成繞線環(huán)，再用高溫膠進(jìn)行定型，形成空腔半圓形繞線環(huán)，再按照上訴方式組裝，如圖4所示。相應(yīng)的制作不同相位的電機(jī)時(shí)，在電機(jī)殼內(nèi)安裝有相應(yīng)數(shù)量的繞線定子和永磁轉(zhuǎn)子組合即可，其余組裝結(jié)構(gòu)與上所述的相同。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案最關(guān)鍵的特征是電機(jī)扭力是由定子線圈的內(nèi)部磁場(chǎng)與永磁轉(zhuǎn)子作用而產(chǎn)生。見圖5 :通電線圈內(nèi)部磁場(chǎng)具有集中、分布較均勻的特點(diǎn)，內(nèi)部轉(zhuǎn)子根據(jù)磁阻最小原理，向磁阻最小方向旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型電機(jī)結(jié)構(gòu)，具備無鐵芯電機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)(鐵損耗小、無齒槽效應(yīng)、效率高等)、同時(shí)極大的簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)定子的繞線復(fù)雜程度、并且開創(chuàng)性的運(yùn)用了定子線圈內(nèi)部磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生扭矩的結(jié)構(gòu)，大大加強(qiáng)了磁能利用率，真正做到了簡(jiǎn)化工藝、增大電機(jī)功率密度、提高效率和節(jié)能。
權(quán)利要求1.一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，由外向內(nèi)分別由電機(jī)殼、導(dǎo)磁環(huán)、定子線圈、永磁轉(zhuǎn)子、硅鋼疊片和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，其特征在于，永磁轉(zhuǎn)子被包裹在定子線圈的內(nèi)部空腔內(nèi)，定子線圈由2瓣繞線環(huán)構(gòu)成，結(jié)合處留有一定間隙，一個(gè)電機(jī)內(nèi)包括I個(gè)或I個(gè)以上的定子線圈和永磁轉(zhuǎn)子組合，組合之間用硅鋼疊片隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于永磁轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子骨架和包裹在外的永磁體構(gòu)成，中間帶有一轉(zhuǎn)子軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于定子線圈的每瓣繞線各自繞在一個(gè)骨架上，骨架中間為空腔，可裝入永磁轉(zhuǎn)子并且轉(zhuǎn)子能在空腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，或者定子線圈是繞線進(jìn)行環(huán)繞成空腔線圈，再由高溫膠水定型，2個(gè)空腔線圈合并后形成內(nèi)部空腔，轉(zhuǎn)子裝在空腔內(nèi)并可以旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于定子線圈的繞線結(jié)構(gòu)還包括跑道型繞線線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的定子線圈的2瓣繞線環(huán)結(jié)合處留有間隙，永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸穿過間隙，并可正常轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于定子線圈，加上其內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)的永磁轉(zhuǎn)子，形成一個(gè)單元，每一個(gè)單元構(gòu)成電機(jī)的一相，三相電機(jī)由三個(gè)單元構(gòu)成，由轉(zhuǎn)軸串聯(lián)，每個(gè)單元的轉(zhuǎn)子磁極在徑向偏轉(zhuǎn)120度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特征在于定子線圈和永磁轉(zhuǎn)子組合起來的每個(gè)單元的間隙在軸向是貫通的，以利于接出引線和安裝霍爾傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)，具體為一種無槽永磁無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)分別由電機(jī)殼、導(dǎo)磁環(huán)、繞線定子、永磁轉(zhuǎn)子、硅鋼疊片和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。每個(gè)定子線圈由2瓣帶有環(huán)形繞線的半圓形定子骨架構(gòu)成，骨架中間為空腔，永磁轉(zhuǎn)子被包裹在定子線圈的空腔內(nèi)，并可以在空腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)?；蛘叨ㄗ泳€圈是繞線進(jìn)行環(huán)繞成空腔線圈，再由高溫膠水定型，2瓣空腔線圈合并后將永磁轉(zhuǎn)子裝在空腔內(nèi)，永磁轉(zhuǎn)子與定子線圈之間有間隙，可以在空腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型開創(chuàng)性的運(yùn)用了定子內(nèi)部磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生扭矩的結(jié)構(gòu)，對(duì)磁能的利用率比傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)高得多。
文檔編號(hào)H02K1/12GK202602410SQ20122014930
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者葛建勇 申請(qǐng)人:葛建勇